[發明專利]充氣機氣體發生劑

在審

• 申請號: 201510593898.2
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105439784A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 蒂姆·斯科特;羅伯特·格熱戈日
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: C06D5/00
• 分類號: C06D5/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

技術領域

本發明涉及用于充氣機的氣體發生劑，尤其是用于安全氣囊充氣機的固體氣體發生劑。本發明還涉及包括固體氣體發生劑的安全氣囊充氣機和制造該固體氣體發生劑的方法。

背景技術

安全氣囊是一種通常被采用的車輛安全裝置。它們被設置在鄰近乘客就座位置中的一個或更多個位置處，以便在發生碰撞時保護乘客免于與車輛內部部件撞擊。安全氣囊通常地包括柔性襯墊和充氣機系統，充氣機系統被設計成在遇到必要使用情況時使襯墊充氣。

幾種類型的安全氣囊充氣機是已知的。煙火充氣機由可燃的氣體產生材料獲得氣體源，該材料在點燃的情況下產生足夠使安全氣囊膨脹的氣體。儲存氣體充氣機利用一些儲存的加壓氣體，其可選擇地被釋放以使安全氣囊膨脹。混合式充氣機把產生材料的氣體的使用和一些儲存的加壓氣體的使用進行組合以使安全氣囊膨脹。

煙火充氣機或混合式充氣機通常利用燃料、氧化劑和粘合劑的固體的、可燃性的、氣體發生劑劑型。疊氮化鈉是已知的固體化學氣體發生劑的實例，當被點燃時，疊氮化鈉可快速地產生填滿安全氣囊的氮氣。最近，提出了更加高效、毒性更低并且更廉價的可替代的氣體發生劑，該氣體發生劑可包含例如硝基胍、硝酸銨或其他非金屬氧化劑以及除疊氮化物(例如四唑、三唑和它們的鹽)外的富氮燃料的組合。

固體氣體發生劑通常地通過例如按壓或擠壓形成為小球。對于一種給定的氣體發生劑劑型，氣體產生的量由氣體發生劑質量和燃燒效率決定。可通過改變包括在充氣機中的小球的表面面積與質量的比率來控制燃燒率和斜率，例如可通過選擇小球尺寸或通過控制小球的擠壓輪廓。在擠壓的氣體發生劑提供更好控制的表面面積與質量的比率同時，它們趨向于較少地優勢，因為擠壓的氣體發生劑要求使用粘合劑，粘合劑使得氣體發生劑能夠經受擠壓并且該粘合劑能夠有助于排放物等級。此外，應當注意的是，允許擠壓的氣體發生劑在沒有破裂的情況下干燥，因為任何小的裂紋裂縫都可改變合成的氣體發生劑的表面面積，并且因此改變燃燒率。

因此，存在改善在安全氣囊充氣機系統中使用的固體氣體發生劑的燃燒率和/或斜率的控制的需要。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于安全氣囊充氣機系統的氣體發生劑，該氣體發生劑包括多個粘附在一起以形成氣體發生劑主體的顆粒，并且其中在氣體發生劑主體的顆粒之間存在多個腔。

因此該氣體發生劑為帶有顆粒狀結構的固體主體，其可有利地用作煙火充氣機系統或混合式充氣機系統的氣體發生劑。優選地該顆粒顯示為彎曲的表面和/或大致地球形形狀。因此，由于顆粒的表面彎曲，當這些顆粒粘彼此附在一起時在顆粒之間保持有隙口和腔。可替代地，顆粒可為圓盤形或大致的圓柱形。氣體發生劑主體的顆粒之間的間隙區域用于增加氣體發生劑的表面面積與質量的比率。由于在顆粒之間產生有內部間隙區域，所以可認為該氣體發生劑為固體的，但是空氣可滲透的主體。

有利地，可通過選擇顆粒的尺寸和/或在氣體發生劑主體中的間隙區域的體積來更容易地控制燃燒率和/或燃燒斜率。增加的表面面積與質量的比率增加了氣體發生劑的燃燒率，并且由此允許顯示為更低的燃燒率的化學氣體發生劑劑型被選擇。這對于充氣機裝置而言具有許多重要優勢，因為這些劑型趨向于展示改進的燃燒進程，包括降低的燃燒壓力和/或更低的排放物等級。

氣體發生劑顆粒優選地包括燃料、氧化劑和粘合劑。可替代地，顆粒包括燃料和氧化劑，其中粘性的粘合劑用于將顆粒粘附在一起。作為進一步地可替代地，氧化劑顆粒可設置為帶有例如還可用作燃料的蠟的粘性的粘合劑。

氣體發生劑可包括疊氮化鈉或可由例如胍亞硝酸鹽、5氨基四唑、鉀銨基四唑或硝酸鉀制成。其他的氣體發生劑族包括硝酸銨、高氯酸鉀、雙硝基纖維素、SINCO(炸藥諾貝爾商品名)。許多其他氣體發生劑劑型可設想在本公開的范圍內。

因此，實現較低燃燒率或斜率的能力意味著可利用最近開發的非疊氮化物氣體發生劑劑型。這些可替代的劑型可得益于更低的成本，它們趨向于更容易地制造和/或它們趨向于表現更低的排放物等級。燃燒壓力的降低允許提供簡化的發生器殼體設計。例如，能夠設想到，根據本公開的充氣機系統在足夠承受更低的燃燒壓力的情況下可使用用于氣體發生劑的塑料殼體。

氣體發生劑主體可有利地被模制成能夠在質量方面，并且因此在氣體產量方面給予良好的可重復性的具體需要的形狀和尺寸。因此對于氣體發生劑主體的形狀而言是可能被定制的，使得氣體發生劑可靠近安全氣囊充氣機的點火器安裝，實現了氣體發生劑的更快和/或更高效的點火。